JPS5934858B2 - スタ−リングエンジン用空調器の冷媒圧縮装置 - Google Patents
スタ−リングエンジン用空調器の冷媒圧縮装置Info
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- JPS5934858B2 JPS5934858B2 JP16923280A JP16923280A JPS5934858B2 JP S5934858 B2 JPS5934858 B2 JP S5934858B2 JP 16923280 A JP16923280 A JP 16923280A JP 16923280 A JP16923280 A JP 16923280A JP S5934858 B2 JPS5934858 B2 JP S5934858B2
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- Japan
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- output shaft
- permanent magnet
- shaft
- fixed
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02G1/00—Hot gas positive-displacement engine plants
- F02G1/04—Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type
- F02G1/043—Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type the engine being operated by expansion and contraction of a mass of working gas which is heated and cooled in one of a plurality of constantly communicating expansible chambers, e.g. Stirling cycle type engines
- F02G1/053—Component parts or details
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02G1/00—Hot gas positive-displacement engine plants
- F02G1/04—Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type
- F02G1/043—Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type the engine being operated by expansion and contraction of a mass of working gas which is heated and cooled in one of a plurality of constantly communicating expansible chambers, e.g. Stirling cycle type engines
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- F02G2258/80—Materials used having magnetic properties
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は空調器の冷媒圧縮装置に関し、特にスターリン
グエンジンを動力源とする冷媒圧縮装置に関するもので
ある。
グエンジンを動力源とする冷媒圧縮装置に関するもので
ある。
スターリングエンジンは、ヘリウムおよび水素ガス等の
作業流体を加熱および冷却することによって回転力を得
るものであり、熱効率が高くかつ運転音が低い等の長所
を有するものと予想されるために、近年その研究が盛ん
に行なわれ、しだいに実用化の域に近づきつつある。
作業流体を加熱および冷却することによって回転力を得
るものであり、熱効率が高くかつ運転音が低い等の長所
を有するものと予想されるために、近年その研究が盛ん
に行なわれ、しだいに実用化の域に近づきつつある。
しかしながら、スターリングエンジンに於いて出力軸部
分からの作業流体の洩れを完全に防止する技術はいまだ
確実されておらず、これがスターリングエンジンの長期
にわたる安定作動を阻害している。
分からの作業流体の洩れを完全に防止する技術はいまだ
確実されておらず、これがスターリングエンジンの長期
にわたる安定作動を阻害している。
つまり、従来の作業流体洩れ防止機構は、出力軸とクラ
ンクケースとの間にパツキン等のシール材を介在させる
構造であるために作業流体の洩れを完全に防止すること
が出来ず１、またこの洩れを小さくしようとすると、こ
の部分に於ける機械損失が増大して、結果的にはエンジ
ン効率を低下させてしまうことになる。
ンクケースとの間にパツキン等のシール材を介在させる
構造であるために作業流体の洩れを完全に防止すること
が出来ず１、またこの洩れを小さくしようとすると、こ
の部分に於ける機械損失が増大して、結果的にはエンジ
ン効率を低下させてしまうことになる。
従って、本発明による目的は、スターリングエンジンの
出力を作業流体の洩れを発生させずに蒸気圧縮機の回転
軸に供給することが出来るスターリングエンジン用空調
器の冷媒圧縮装置を提供することである。
出力を作業流体の洩れを発生させずに蒸気圧縮機の回転
軸に供給することが出来るスターリングエンジン用空調
器の冷媒圧縮装置を提供することである。
このような目的を達成するために本発明は、スターリン
グエンジンのケース内に出力軸を気密封止するとともに
、この出力軸の回転を回転磁気結合を第１］用して非接
触的に取り出すことにより、作業流体の洩れを完全に防
止したものである。
グエンジンのケース内に出力軸を気密封止するとともに
、この出力軸の回転を回転磁気結合を第１］用して非接
触的に取り出すことにより、作業流体の洩れを完全に防
止したものである。
以下、図面を用いて本発明によるスターリングエンジン
用空調器の冷媒圧縮装置を詳細に説明する。
用空調器の冷媒圧縮装置を詳細に説明する。
第１図、第２図は本発明によりスターリングエンジン用
空調器の冷媒圧縮装置の一実施例を示す軸に沿う断面図
および第１図のＡ−Ａ′に沿う断面図であって、１は動
力源として用いられるスターリングエンジンであって、
一般に周知のように複数個のピストン、加熱器、冷却器
、再生器、高温の動作空間、低温の動作空間、両ピスト
ンの動作位相を決定するとともに動力を取り出すクラン
ク等によって構成されており、これらはクランクケース
２によって気密装置に覆われている。
空調器の冷媒圧縮装置の一実施例を示す軸に沿う断面図
および第１図のＡ−Ａ′に沿う断面図であって、１は動
力源として用いられるスターリングエンジンであって、
一般に周知のように複数個のピストン、加熱器、冷却器
、再生器、高温の動作空間、低温の動作空間、両ピスト
ンの動作位相を決定するとともに動力を取り出すクラン
ク等によって構成されており、これらはクランクケース
２によって気密装置に覆われている。
そして、このクランクケース２内には、高温の動作空間
および低温の動作空間に満される作業流体がクランクケ
ース２内にも満されている。
および低温の動作空間に満される作業流体がクランクケ
ース２内にも満されている。
３はクランクケース２の一側が外方に突出した筒状の突
出部であり、少くともこの突出部３は非磁性体によって
作られている。
出部であり、少くともこの突出部３は非磁性体によって
作られている。
そして、この突出部３の内部にはスターリングエンジン
１の図示しないクランクから延在する出力軸４が同軸的
に位置しており、この出力軸４の周囲に円柱状の第１永
久磁石５が同軸的に固定されている。
１の図示しないクランクから延在する出力軸４が同軸的
に位置しており、この出力軸４の周囲に円柱状の第１永
久磁石５が同軸的に固定されている。
６は突出部３を含むクランクケース２の外面を覆うよう
に設けられたカップ状の密閉容器であって、この密閉容
器６はその開口部分がクランクケース２の外面に溶接ま
たはシール装置を介して気密状態に固定されている。
に設けられたカップ状の密閉容器であって、この密閉容
器６はその開口部分がクランクケース２の外面に溶接ま
たはシール装置を介して気密状態に固定されている。
７は密閉容器６内に設けられた蒸気圧縮機であって、冷
媒吸入管８を介して図示しない蒸発器に接続されており
、冷媒排出口９が密閉容器６内に開設されている。
媒吸入管８を介して図示しない蒸発器に接続されており
、冷媒排出口９が密閉容器６内に開設されている。
従って、この密閉容器６の内部には圧縮された冷媒蒸気
が溜められていることになり、この圧縮冷媒蒸気は冷媒
供給管１０、図示しない凝縮器および膨張弁等を介して
上述した蒸発器に供給される。
が溜められていることになり、この圧縮冷媒蒸気は冷媒
供給管１０、図示しない凝縮器および膨張弁等を介して
上述した蒸発器に供給される。
１１は密閉容器６内に支持体１２によって固定された始
動装置であって、この始動装置１１は電磁クラッチ１３
と電動機１４とによって構成されており、電動機１４と
蒸気圧縮機７は＠１５によって連結されている。
動装置であって、この始動装置１１は電磁クラッチ１３
と電動機１４とによって構成されており、電動機１４と
蒸気圧縮機７は＠１５によって連結されている。
一方、電磁クラッチ１３の入力軸は出力軸４に対して同
軸状態に設けられた回転軸１６に連結されており、この
回転軸１６のスターリンク１ンジン１側端には、突出部
３を十分に覆うカップ状の磁石支持体１７が同軸的に設
けられている。
軸状態に設けられた回転軸１６に連結されており、この
回転軸１６のスターリンク１ンジン１側端には、突出部
３を十分に覆うカップ状の磁石支持体１７が同軸的に設
けられている。
そして、この磁石支持体１７の内壁には、リング状をな
した第２永久磁石１８が同軸的に固定されている。
した第２永久磁石１８が同軸的に固定されている。
この場合、第１、第２永久磁石５，１８はその周方向に
Ｎ、Ｓ極が順次着磁されており、非磁性体の突出部３を
介して対向する第１、第２永久磁石５，１８間に働く磁
気吸引作用によって非接触の回転磁気結合部を構成して
いる。
Ｎ、Ｓ極が順次着磁されており、非磁性体の突出部３を
介して対向する第１、第２永久磁石５，１８間に働く磁
気吸引作用によって非接触の回転磁気結合部を構成して
いる。
なお、１９．２０は電磁クラッチ１３および電動機１４
への給電端子、２１は密閉容器６内に封入された潤滑油
である。
への給電端子、２１は密閉容器６内に封入された潤滑油
である。
このように構成された装置に於いて、スターリングエン
ジン１の始動を行なうには、予熱を行なった後に給電端
子１９を介して電源を供給することにより電磁クラッチ
１３を作動させて回転軸１６を電動機１４の軸に連結す
る。
ジン１の始動を行なうには、予熱を行なった後に給電端
子１９を介して電源を供給することにより電磁クラッチ
１３を作動させて回転軸１６を電動機１４の軸に連結す
る。
この状態に於いて、給電端子２０を介して電動機１４に
電気を供給すると電動機１４が回転し、これに伴なって
回転軸１６に固定された磁石支持体１７および第２永久
磁石１８が回転される。
電気を供給すると電動機１４が回転し、これに伴なって
回転軸１６に固定された磁石支持体１７および第２永久
磁石１８が回転される。
第２永久磁石１８が回転すると、磁気吸引作用によって
突出部３の内部に位置する第１永久磁石５が吸引されて
移動するために、これに伴なって出力軸４が非接触状態
で回転される。
突出部３の内部に位置する第１永久磁石５が吸引されて
移動するために、これに伴なって出力軸４が非接触状態
で回転される。
この結果、加熱状態にあるスターリングエンジン１は周
知のように、等温圧縮、定積加熱、等温膨張、定積冷却
の４過程からなるスターリングサイクルを行なって始動
を完了し、加えられる熱エネルギーを機械力に変換して
出力軸４を回転させる。
知のように、等温圧縮、定積加熱、等温膨張、定積冷却
の４過程からなるスターリングサイクルを行なって始動
を完了し、加えられる熱エネルギーを機械力に変換して
出力軸４を回転させる。
そして、スターリングエンジン１の始動が完了したなら
ば、電動機１４への電力供給を遮断する。
ば、電動機１４への電力供給を遮断する。
この場合、電動機１４への給電を停止すると、電動機１
４はフリー回転の状態となり、出力軸４の回転力が始動
時とは逆に第１、第２永久磁石５，１８による回転磁気
結合部を介して回転軸１６を回転させる。
４はフリー回転の状態となり、出力軸４の回転力が始動
時とは逆に第１、第２永久磁石５，１８による回転磁気
結合部を介して回転軸１６を回転させる。
この場合、回転軸１６は電磁クラッチ１３によって電動
機１４の軸に連結されているために、スターリングエン
ジン１の回転出力によって電動機軸に連結されている蒸
気圧縮機７が駆動される。
機１４の軸に連結されているために、スターリングエン
ジン１の回転出力によって電動機軸に連結されている蒸
気圧縮機７が駆動される。
蒸気圧縮機７が１駆動されると、冷媒吸入管８を介して
供給される冷媒が圧縮されて冷媒排出口９から密閉容器
６内に送出されて高圧力状態で溜められる。
供給される冷媒が圧縮されて冷媒排出口９から密閉容器
６内に送出されて高圧力状態で溜められる。
密閉容器６内に溜められた高圧冷媒は、冷媒供給管１０
を介して凝縮器、膨張弁および蒸発器等を有する熱交換
部に供給されて冷房または暖房運転が行なわれる。
を介して凝縮器、膨張弁および蒸発器等を有する熱交換
部に供給されて冷房または暖房運転が行なわれる。
次にスターリングエンジン１が不作動の場合、つまり予
熱中あるいは何かの原因によって作動不能となった場合
には、電磁クラッチ１３を不作動にして電動機１４の軸
から回転軸１６を切り離す。
熱中あるいは何かの原因によって作動不能となった場合
には、電磁クラッチ１３を不作動にして電動機１４の軸
から回転軸１６を切り離す。
この状態に於いて、給電端子２０を介して電動機１４に
給電すると、電動機１４は軸１５を介して蒸気圧縮器７
のみを回転駆動することが出来、これによってスターリ
ングエンジンの予熱時等の不作動時に於いても冷暖房運
転が行なえることになる。
給電すると、電動機１４は軸１５を介して蒸気圧縮器７
のみを回転駆動することが出来、これによってスターリ
ングエンジンの予熱時等の不作動時に於いても冷暖房運
転が行なえることになる。
このように構成された装置に於いては、スターリングエ
ンジンの出力を回転磁気結合部を用いて非接触で取り出
しているために、スターリングエンジンの作業流体を完
全に密閉して洩れをなくすことが出来る。
ンジンの出力を回転磁気結合部を用いて非接触で取り出
しているために、スターリングエンジンの作業流体を完
全に密閉して洩れをなくすことが出来る。
従って、出力軸に設けられていた作業流体の洩れを防止
するパツキンが不要になり、該部分に於ける機械損失が
皆無となって熱効率が向上するとともに、長期にわたっ
て安定した動作が得られることになる。
するパツキンが不要になり、該部分に於ける機械損失が
皆無となって熱効率が向上するとともに、長期にわたっ
て安定した動作が得られることになる。
なお、上記実施例に於いては、スターリングエンジン１
を構成するクランクケース２の出力軸４と対向する部分
を密閉容器６内に突出させて突出部３を構成したが、本
発明はこれに限定されるものではすく、例えば第３図に
示すように突出部３をクランクケース２の内側に突出さ
せても良い。
を構成するクランクケース２の出力軸４と対向する部分
を密閉容器６内に突出させて突出部３を構成したが、本
発明はこれに限定されるものではすく、例えば第３図に
示すように突出部３をクランクケース２の内側に突出さ
せても良い。
この場合には出力軸４の先端に突出部３を覆うカップ状
の磁石支持体２２を同軸的に固定し、この磁石支持体２
２の内壁にリング状の第１永久磁石２３を固定するとと
もに、密閉容器２４の内部に設けられている回転軸１６
を突出部３の内部にまで延在させてその周囲に第２永久
磁石２５を同軸的に固定すれば良い。
の磁石支持体２２を同軸的に固定し、この磁石支持体２
２の内壁にリング状の第１永久磁石２３を固定するとと
もに、密閉容器２４の内部に設けられている回転軸１６
を突出部３の内部にまで延在させてその周囲に第２永久
磁石２５を同軸的に固定すれば良い。
また、スペース的に許されるならば、第１、第２永久磁
石を円板状とし、クランクケースを介して対向させるよ
うに構成しても良く、要はスターリングエンジンの出力
軸に固定されている第１永久磁石と蒸気圧縮機を１駆動
するための回転軸に固定された第２永久磁石がスターリ
ングエンジンの作業流体を封入するケースの非磁性部分
を介して磁気的に結合して非接触で回転力を伝達する構
成であれば良い。
石を円板状とし、クランクケースを介して対向させるよ
うに構成しても良く、要はスターリングエンジンの出力
軸に固定されている第１永久磁石と蒸気圧縮機を１駆動
するための回転軸に固定された第２永久磁石がスターリ
ングエンジンの作業流体を封入するケースの非磁性部分
を介して磁気的に結合して非接触で回転力を伝達する構
成であれば良い。
更に上記実施例に於いては、密閉容器６の内部空間に圧
縮した冷媒を溜めた場合について説明したが、蒸気圧縮
機を逆に動作させて密閉容器６内の冷媒を加圧して送出
するように構成しても良い。
縮した冷媒を溜めた場合について説明したが、蒸気圧縮
機を逆に動作させて密閉容器６内の冷媒を加圧して送出
するように構成しても良い。
また、電磁クラッチは、その使用処件によって着磁状態
で連結が解かれるタイプのものを使用しても良い。
で連結が解かれるタイプのものを使用しても良い。
更に、第１、第２永久磁石の着磁は必ずしも周方向の着
磁に限定されるものではすく、要は両永久磁石間に作用
する磁力によって回転力が伝達されるものであれば良い
。
磁に限定されるものではすく、要は両永久磁石間に作用
する磁力によって回転力が伝達されるものであれば良い
。
以上説明したように本発明によるスターリングエンジン
用空調器の冷媒圧縮装置は、スターリングエンジンの出
力軸をケース内を密閉し、この出力軸の回転力を回転磁
気結合を利用して取り出すことにより冷媒圧縮用の蒸気
圧縮機を、駆動するように構成したものであるために、
出力軸部分からの作業流体の洩れを完全に防止した状態
で回転出力を容易に取り出すことができる。
用空調器の冷媒圧縮装置は、スターリングエンジンの出
力軸をケース内を密閉し、この出力軸の回転力を回転磁
気結合を利用して取り出すことにより冷媒圧縮用の蒸気
圧縮機を、駆動するように構成したものであるために、
出力軸部分からの作業流体の洩れを完全に防止した状態
で回転出力を容易に取り出すことができる。
従って、シール等を用いた場合に於ける機械的損失の発
生が完全にすくすり、これに伴なって熱効率が向上する
とともに、長期にわたって安定した動作が得られる。
生が完全にすくすり、これに伴なって熱効率が向上する
とともに、長期にわたって安定した動作が得られる。
また本発明によれば、蒸気圧縮部分も容易に密閉形とな
ることが出来、これに伴なって冷媒の洩れも容易に防止
することが出来る等の種々優れた効果を有する。
ることが出来、これに伴なって冷媒の洩れも容易に防止
することが出来る等の種々優れた効果を有する。
第１図は本発明によるスターリングエンジン用空調器の
冷媒圧縮装置の断面図、第２図は第１図のＡ−Ａ′断面
図、第３図は本発明に他の実施例を示す回転磁気結合部
分の要部断面図である。 １・・・・・・スターリングエンジン、２・・・・・・
クランクケース、３・・・・・・突出部、４・・・・・
・出力軸、５，２３・・・・・・第１永久磁石、６・・
・・・・密閉容器、７・・・・・・蒸気圧縮機、１１・
・・・・・始動装置、１３・・・・・・電磁クラッチ、
１４・・・・・・電動機、１６・・・・・・回転軸、１
７゜２２・・・・・・磁石支持体、１８．２５・・・・
・・第２永久磁石。 なお、図中同一部分または相当部分には同一記号を用い
て示しである。
冷媒圧縮装置の断面図、第２図は第１図のＡ−Ａ′断面
図、第３図は本発明に他の実施例を示す回転磁気結合部
分の要部断面図である。 １・・・・・・スターリングエンジン、２・・・・・・
クランクケース、３・・・・・・突出部、４・・・・・
・出力軸、５，２３・・・・・・第１永久磁石、６・・
・・・・密閉容器、７・・・・・・蒸気圧縮機、１１・
・・・・・始動装置、１３・・・・・・電磁クラッチ、
１４・・・・・・電動機、１６・・・・・・回転軸、１
７゜２２・・・・・・磁石支持体、１８．２５・・・・
・・第２永久磁石。 なお、図中同一部分または相当部分には同一記号を用い
て示しである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 出力軸がケース内に気密封止されたスターリングエ
ンジンと、スターリングエンジンの出力軸に同軸的に固
定された第１永久磁石と、スターリングエンジンの出力
軸と対向するケースの外壁に気密状態に固定された密閉
容器と、前記出力軸と同軸的に密閉容器内に設けられた
回転軸と、回転軸に同軸的に固定されて第１永久磁石と
の間に磁気的に回転結合して回転磁気結合部を構成する
第２永久磁石と、密閉容器内に位置して密閉容器内の空
間を冷媒の吸入室または吐出室とする蒸気圧縮機と、密
閉容器内に於いて前記蒸気圧縮機軸に連結された電動機
と、前記回転軸と電動機軸を連結する電磁クラッチとを
備えたスターリングエンジン用空調器の冷媒圧縮装置。 ２ 前記回転磁気結合部はスターリングエンジンの出力
軸と対向するケースが密閉容器内に突出して突出部を構
成しており、この突出部内に出力軸に固定された第１永
久磁石を有するとともに、突出部の外周に回転軸に同軸
的に固定されたリング状の第２永久磁石を有する特許請
求の範囲第１項記載のスターリングエンジン用空調器の
冷媒圧縮装置。 ３ 前記回転磁気結合部はスターリングエンジンの出力
軸と対向するケースがスターリングエンジンの内部に突
出して突出部を構成しており、この突出部の外周に出力
軸に同軸的に固定されたリング状の第１永久磁石を有す
るとともに、突出部の内部に回転軸に同軸的に固定され
た第２永久磁石を有する特許請求の範囲第１項記載のス
ターリングエンジン用空調器の冷媒圧縮装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16923280A JPS5934858B2 (ja) | 1980-11-28 | 1980-11-28 | スタ−リングエンジン用空調器の冷媒圧縮装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16923280A JPS5934858B2 (ja) | 1980-11-28 | 1980-11-28 | スタ−リングエンジン用空調器の冷媒圧縮装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5791349A JPS5791349A (en) | 1982-06-07 |
| JPS5934858B2 true JPS5934858B2 (ja) | 1984-08-24 |
Family
ID=15882674
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16923280A Expired JPS5934858B2 (ja) | 1980-11-28 | 1980-11-28 | スタ−リングエンジン用空調器の冷媒圧縮装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5934858B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59180174U (ja) * | 1983-05-19 | 1984-12-01 | サンデン株式会社 | 原動機と圧縮機のユニツト |
| EP0188742A3 (de) * | 1985-01-25 | 1988-08-03 | Bomin Solar GmbH & Co KG | Wärmekraftmaschine |
| US4638633A (en) * | 1985-10-22 | 1987-01-27 | Otters John L | External combustion engines |
| JPH01114954U (ja) * | 1988-01-27 | 1989-08-02 | ||
| JP3458891B2 (ja) * | 1999-05-19 | 2003-10-20 | ウシオ電機株式会社 | エキシマレーザ装置の磁気カップリング機構 |
| JP2009091959A (ja) * | 2007-10-05 | 2009-04-30 | Toyota Motor Corp | 排熱回収機関及び起動制御装置 |
-
1980
- 1980-11-28 JP JP16923280A patent/JPS5934858B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5791349A (en) | 1982-06-07 |
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